JP5727959B2 - Fuel cell system - Google Patents
Fuel cell system Download PDFInfo
- Publication number
- JP5727959B2 JP5727959B2 JP2012062829A JP2012062829A JP5727959B2 JP 5727959 B2 JP5727959 B2 JP 5727959B2 JP 2012062829 A JP2012062829 A JP 2012062829A JP 2012062829 A JP2012062829 A JP 2012062829A JP 5727959 B2 JP5727959 B2 JP 5727959B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- fuel cell
- power supply
- contactor
- vehicle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
この発明は、燃料電池を備えた車両の直流電源の電力を外部の交流機器に供給する燃料電池システムに関するものである。 The present invention relates to a fuel cell system that supplies electric power of a DC power source of a vehicle equipped with a fuel cell to an external AC device.
従来から、電気自動車や燃料電池自動車等の電動車両に搭載されたバッテリや燃料電池等の直流電源を利用して、家庭用の電気機器に電気を供給する車両給電システムが提案されている（例えば特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, a vehicle power supply system that supplies electricity to household electrical equipment using a DC power source such as a battery or a fuel cell mounted on an electric vehicle such as an electric vehicle or a fuel cell vehicle has been proposed (for example, Patent Document 1).
特許文献１に記載の電力供給システム（燃料電池システム）は、電力を車両外部に供給する手段を有する車両と、インバータを備えた定置型燃料電池システムと、定置型燃料電池システムより電力が供給される負荷装置と、定置型燃料電池システムに電力を供給する系統電源とを備えている。この電力供給システムは、系統電源の停電時に、車両と定置型燃料電池システムとを接続し、車両より定置型燃料電池システムのインバータを介して、負荷装置に電力を供給している。 The electric power supply system (fuel cell system) described in Patent Document 1 is supplied with electric power from a vehicle having means for supplying electric power to the outside of the vehicle, a stationary fuel cell system including an inverter, and a stationary fuel cell system. And a system power source for supplying power to the stationary fuel cell system. This power supply system connects a vehicle and a stationary fuel cell system when a power failure occurs in a system power supply, and supplies power to the load device from the vehicle via an inverter of the stationary fuel cell system.
車両に設けられる燃料電池システムは、運転開始時に車両に設けられる蓄電装置の電力を用いて、エアポンプを駆動し、燃料電池を起動させる。したがって、車両の停止時には燃料電池を起動するための電力を蓄電装置に蓄えた状態にしておくことが一般的である。
しかし、特許文献1のように車両停止時に車外負荷への電力供給を行う場合、燃料電池を起動する前に蓄電装置の電力が外部へ供給され、燃料電池を起動出来ず、燃料電池の発電電力を車外の負荷装置へ供給できない可能性が生じる。
その場合、燃料電池の発電電力を車外の負荷装置への電力供給に有効に用いることができない。
A fuel cell system provided in a vehicle uses an electric power of a power storage device provided in the vehicle at the start of operation to drive an air pump to start the fuel cell. Therefore, when the vehicle is stopped, the power for starting the fuel cell is generally stored in the power storage device.
However, when power is supplied to an external load when the vehicle is stopped as in Patent Document 1, the power of the power storage device is supplied to the outside before starting the fuel cell, and the fuel cell cannot be started. May not be supplied to the load device outside the vehicle.
In that case, the power generated by the fuel cell cannot be used effectively for power supply to the load device outside the vehicle.
そこで本発明は、燃料電池の発電電力を有効に用いて、継続的に負荷装置に電力を供給することができる燃料電池システムを提供しようとするものである。 Therefore, the present invention intends to provide a fuel cell system that can effectively use the power generated by the fuel cell and continuously supply power to the load device.
この発明に係る燃料電池システムの一態様は、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。
請求項１に係る発明は、供給される反応ガスに基づき発電する燃料電池（例えば、実施形態の燃料電池１０１）と、前記燃料電池によって発電された電力を充電する蓄電装置（例えば、実施形態の高圧バッテリ１１０）と、前記燃料電池によって発電された発電電力および前記蓄電装置に充電されている蓄電電力のうち少なくともいずれか一方により駆動する車両（例えば、実施形態の燃料電池自動車１００）と、前記燃料電池に前記反応ガスを供給する反応ガス供給部（例えば、実施形態のエアポンプ１０４）と、前記車両の外部に載置可能であると共に、前記車両のトランクルームに搭載可能な大きさで形成された外部給電装置（例えば、実施形態のインバータ装置２００）であって、前記蓄電装置の蓄電電力及び前記燃料電池の発電電力を前記車両の外部に用意される外部負荷に供給する外部給電装置と、予め決められた給電条件に基づいて、前記発電電力を外部負荷に供給する制御装置（例えば、実施形態のＥＣＵ１２０）とを備え、前記制御装置は、前記外部給電装置が前記車両に接続された状態であり且つ前記燃料電池から前記外部負荷に給電可能な所定の状態であるか否かを判定し、前記外部給電装置が前記車両に接続された状態であり且つ前記所定の状態であると判定した場合に、前記外部給電装置と前記燃料電池との間であって前記車両の内部に配置される接触器（例えば、実施形態の給電用コンタクタ１１９）に対して接続指令を出力すると共に前記外部給電装置による前記外部負荷への給電を実行することを特徴とする燃料電池システムである。
One aspect of the fuel cell system according to the present invention employs the following configuration in order to solve the above problems.
The invention according to claim 1 is a fuel cell (for example, the
また、請求項２に係る発明によれば、上述の燃料電池システムにおいて、前記制御装置は、前記燃料電池によって発電される前記発電電力の電圧値が、予め決められている発電閾値以上である場合、前記所定の状態であると判定する。
According to the invention according to claim 2, in the fuel cell system described above, the control device is configured such that the voltage value of the generated power generated by the fuel cell is equal to or greater than a predetermined power generation threshold value. , It is determined that the predetermined state .
また、請求項３に係る発明によれば、上述の燃料電池システムにおいて、前記外部給電装置は、入力する直流電力を交流電力に変換して前記外部負荷に供給するインバータを含む。
According to a third aspect of the present invention, in the above fuel cell system, the external power feeding device includes an inverter that converts input DC power into AC power and supplies the AC power to the external load.
また、請求項４に係る発明によれば、上述の燃料電池システムにおいて、前記制御装置は、前記外部給電装置が前記車両に接続された状態であり且つ前記所定の状態であると判定した場合、前記外部負荷と前記外部給電装置とが電気的に接続される状態において前記接触器に対して接続指令を出力する。
According to the invention of claim 4, in the fuel cell system described above, when the control device determines that the external power feeding device is connected to the vehicle and is in the predetermined state , A connection command is output to the contactor in a state where the external load and the external power supply device are electrically connected.
また、請求項５に係る発明によれば、上述の燃料電池システムにおいて、前記制御装置は、前記接触器に対して接続指令を出力した後、前記外部負荷に前記発電電力を給電するインバータに対して動作許可指令を出力する。
Moreover, according to the invention which concerns on Claim 5, after the said control apparatus outputs the connection command with respect to the said contactor in the above-mentioned fuel cell system, with respect to the inverter which supplies the said generated electric power to the said external load Output an operation enable command.
また、請求項６に係る発明によれば、上述の燃料電池システムにおいて、前記制御装置は、前記外部負荷への給電を要求する給電要求を受け付けた場合、前記蓄電装置に充電されている前記蓄電電力の電力量が、予め決められている蓄電閾値未満であるか否かを判定し、前記蓄電電力の電力量が前記蓄電閾値未満である場合に、前記発電手段により前記燃料電池を発電させる。 According to the invention of claim 6, in the fuel cell system described above, when the control device receives a power supply request for requesting power supply to the external load, the power storage device charged in the power storage device It is determined whether or not the amount of electric power is less than a predetermined storage threshold, and when the amount of stored power is less than the storage threshold , the power generation means causes the fuel cell to generate power.
本発明によれば、燃料電池の発電電力を有効に用いて、継続的に負荷装置に電力を供給することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, electric power can be continuously supplied to a load apparatus using the generated electric power of a fuel cell effectively.
［第１実施形態］
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。
（燃料電池自動車）
図１は、本発明の一実施形態に係る燃料電池システムに利用される燃料電池自動車１００の上面説明図である。本実施形態に係る燃料電池システムは、燃料電池自動車１００側に設けられた燃料電池１０１によって発電された発電電力を、インバータ装置２００を介して、外部負荷３００に供給するシステムである。
図１は、燃料電池自動車１００の上面説明図である。
図１に示す通り、本実施形態に係る燃料電池自動車１００は、水素と酸素の電気化学反応によって発電を行う燃料電池スタック（ＦＣ：Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）１０１（以下、「燃料電池１０１」という）を搭載するもので、燃料電池１０１により生じた電力で駆動モータ１０２を駆動して走行する。
[First Embodiment]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Fuel cell vehicle)
FIG. 1 is an explanatory top view of a
FIG. 1 is an explanatory top view of the
As shown in FIG. 1, the
燃料電池自動車１００は、車両後方のトランクルーム１５１内に、燃料電池１０１と電気的に接続された給電口１５２を備えており、燃料電池自動車１００とは別体に設けられたインバータ装置２００がトランクルーム１５１内に搭載可能となっている。
燃料電池自動車１００とインバータ装置２００とは、燃料電池自動車１００の給電口１５２にインバータ装置２００が電気的に接続されることにより、燃料電池１０１の直流電力を、交流電力に変換して外部の交流機器（外部負荷３００）に供給する燃料電池システムを構成する。なお、燃料電池システムの詳細については後述する。
The
The
燃料電池１０１は、単位燃料電池（単位セル）を多数積層してなる周知の固体高分子膜型燃料電池（ＰＥＭＦＣ）であり、そのアノード側に燃料ガスとして水素ガスを供給し、カソード側に酸化剤ガスとして酸素を含む空気を供給することで、電気化学反応により水の生成とともに電力を発生する。
The
車室の前方において、車両駆動源である駆動モータ１０２と、燃料電池１０１のカソード側へ供給する空気を圧縮するエアポンプ１０４とが支持されている。駆動モータ１０２およびエアポンプ１０４の前方には、燃料電池１０１等を循環する冷却水を冷却するためのラジエータ１０８が配置されている。
車体前後方向中間部に、燃料電池１０１と、燃料電池１０１の補機類１０９とが支持されている。なお、燃料電池１０１のための補機類１０９とは、レギュレータやエゼクタなどの水素供給補機および加湿器や希釈ボックスなどの空気排出補機である。
車体後部に、燃料電池自動車１００の減速時等に駆動モータ１０２からの回生電力を蓄電等するための高圧バッテリ１１０と、燃料電池１０１に水素を供給するための水素タンク１１１とが主に支持されている。
A
A
A high-
駆動モータ１０２は、その駆動および回生が車両の走行状況や、燃料電池１０１および高圧バッテリ１１０からの電力量等に応じて、ＰＤＵ１１２（Ｐｏｗｅｒ Ｄｒｉｖｅ Ｕｎｉｔ）により制御される。ＰＤＵ１１２は、トランジスタやＦＥＴ等のスイッチング素子からなるインバータを備えてなるもので、高圧バッテリ１１０や燃料電池１０１からの直流電力を所望の交流電力に変換する。
The
高圧バッテリ１１０は、高圧ケーブル１１４ａ〜１１４ｆ、ジャンクションボックス１１５およびＤＣ／ＤＣコンバータ１１６を介して、燃料電池１０１と電気的に接続されている。さらに、燃料電池１０１は、高圧ケーブル１１７ａ，１１７ｂを介して、ＰＤＵ１１２と電気的に接続されている。これにより、燃料電池１０１および高圧バッテリ１１０はＰＤＵ１１２と電気的に接続されている。
The
ジャンクションボックス１１５は、高圧ケーブル１１８ａ，１１８ｂを介して、後述する給電用コンタクタ１１９および給電口１５２と電気的に接続されている。
ＤＣ／ＤＣコンバータ１１６は、車両の走行状況や、燃料電池１０１の電力量、高圧バッテリ１１０の電力量等に応じて、ＰＤＵ１１２、燃料電池１０１および高圧バッテリ１１０間の電圧調整を行っている。
The
The DC /
水素タンク１１１は、略円筒形状をしており、軸方向端面１１１Ｒ，１１１Ｌが球面形状に形成されている。水素タンク１１１は、軸線が燃料電池自動車１００の左右方向に向くように配置されている。
The
図２は、本発明の一実施形態に係る燃料電池システムに利用される装置の外観を示す外観斜視図である。図２は、インバータ装置２００を設置したときの外観斜視図である。なお、図２では、インバータ装置２００のコネクタ部２５１と燃料電池自動車１００の給電口１５２とが接続されていない状態を図示している。
インバータ装置２００は、内部にトランジスタやＦＥＴ等のスイッチング素子を備えており、燃料電池１０１から供給される直流電力を交流電力に変換する。
図２に示すように、インバータ装置２００は、燃料電池自動車１００と別体に設けられており、燃料電池自動車１００とは別に移動可能なように形成されている。インバータ装置２００は、略ボックス形状をしており、トランクルーム１５１内の底部１５３に形成されたインバータ設置スペース１５４に配置可能な大きさに形成されている。
FIG. 2 is an external perspective view showing an external appearance of an apparatus used in the fuel cell system according to the embodiment of the present invention. FIG. 2 is an external perspective view when the
The
As shown in FIG. 2,
インバータ装置２００は、使用時にトランクルーム１５１内のインバータ設置スペース１５４に設置される。また、インバータ装置２００は、燃料電池自動車１００と別体に形成されているため、不使用時には燃料電池自動車１００のトランクルーム１５１からインバータ装置２００を降ろすことにより、トランクルーム１５１を有効に活用できる。
The
インバータ装置２００には、複数本のケーブルが束ねられて形成された接続ケーブル２５３が設けられている。
接続ケーブル２５３の先端部には、コネクタ部２５１が形成されている。コネクタ部２５１は、トランクルーム１５１内の給電口１５２と嵌合可能に形成されている。
The
A
コネクタ部２５１は、例えば樹脂等の絶縁体からなる筒状のハウジングの内側に、銅等の金属からなるオス型端子を有する、いわゆる高圧コネクタである。コネクタ部２５１と給電口１５２とを嵌合することで、インバータ装置２００と給電口１５２とが電気的に接続される。
これにより、インバータ装置２００は、燃料電池自動車１００に搭載される給電用コンタクタ１１９や高圧ケーブル１１８ａ，１１８ｂ等を介して、燃料電池１０１と電気的に接続される。
The
As a result, the
インバータ装置２００の複数の側面のうち、燃料電池自動車１００の後方に面する側面２５４ｃには、交流電力出力部２５８が形成されている。交流電力出力部２５８には、不図示の外部の交流機器（外部負荷３００）が接続されて、インバータ装置２００から出力される交流電力が給電される。
Of the plurality of side surfaces of the
次に、図３、４を参照して、本実施形態に係る燃料電池システム１における制御系の一例について説明する。図３は、本実施形態に係る燃料電池システム１における制御系の一例について説明するためのブロック図である。
図３に示す通り、燃料電池システム１は、制御装置４００と、電源回路５００と、外部給電回路６００とを備える。
この制御装置４００は、燃料電池自動車１００に搭載されているＥＣＵ（車両側制御装置）１２０と、インバータ装置２００に搭載されている外部給電側制御装置２０１とを含む。このＥＣＵ１２０と外部給電側制御装置２０１とは、互いに接続されることで、信号の送受信を行う通信手段をそれぞれ備える。
Next, an example of a control system in the fuel cell system 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a block diagram for explaining an example of a control system in the fuel cell system 1 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 3, the fuel cell system 1 includes a
The
ＥＣＵ１２０は、例えば、駆動モータ１０２の力行運転および発電運転を制御する。例えば、ＥＣＵ１２０は、各種のセンサやスイッチなどから出力される信号に基づき、駆動モータ１０２の目標トルクを算出し、実際に駆動モータ１０２から出力されるトルクを目標トルクに一致させるようにして、駆動モータ１０２に通電される電流に対するフィードバック制御などを実行する。
また、ＥＣＵ１２０は、例えば、エアポンプ用インバータの電力変換動作や反応ガスの流路に設けられた各種バルブの開閉や電圧調整器の電圧調整動作などを制御することによって、燃料電池１０１への反応ガスの供給および燃料電池１０１の発電量を制御する。
さらに、ＥＣＵ１２０は、例えば、各種のセンサやスイッチなどから出力される信号、さらに、インバータ装置２００から出力される信号などに基づき、高圧バッテリ１１０を含む高圧電装系の監視および保護などの制御を行なう。
例えば、ＥＣＵ１２０は、イグニッションスイッチおよびパワースイッチなどの各指令信号と、速度センサおよびアクセルペダル開度センサおよびブレーキペダルスイッチなどの各検出信号とに基づき、燃料電池自動車１００の運転状態を制御する。
The
Further, the
Further, the
For example,
なお、図示は省略するが、ＥＣＵ１２０には、以下に説明するような構成が接続されている。
イグニッションスイッチは、運転者の操作に応じて燃料電池自動車１００の起動および停止を指示する指令信号（ＩＧ−ＯＮ、ＩＧ−ＯＦＦ）を出力する。また、パワースイッチは、運転者の操作に応じて燃料電池１０１の起動（例えば、エアポンプ１０４の起動など）を指示する指令信号（ＰＯＷＥＲ ＳＷ）を出力する。
速度センサは、燃料電池自動車１００の速度を検出する。アクセルペダル開度センサは、運転者によるアクセルペダルの踏み込みに応じたアクセルペダルのストローク量（アクセル開度）を検出する。ブレーキペダルスイッチは、運転者によるブレーキペダルの操作有無を検出する。
また、ＥＣＵ１２０には、各種のセンサやスイッチなどとともに、燃料電池自動車１００の各種の状態を表示する計器類からなるメータが接続されている。
Although illustration is omitted, the
The ignition switch outputs command signals (IG-ON, IG-OFF) instructing start and stop of the
The speed sensor detects the speed of the
また、例えば、ＥＣＵ１２０は、高圧バッテリ１１０の端子間電圧（バッテリ電圧）ＶＢを検出する電圧計１２５、電流ＩＢを検出する電流計、および温度ＴＢを検出する温度センサの各検出信号に基づき、残容量ＳＯＣなどの各種の状態量を算出する。
さらに、ＥＣＵ１２０は、後述するように、燃料電池自動車１００に接続されたインバータ装置２００への給電およびインバータ装置２００の電力変換動作を制御するとともに、インバータ装置２００の異常有無を検知する。
Further, for example, the
Further, as will be described later,
また、ＥＣＵ１２０は、インバータ装置２００の外部給電側制御装置２０１に対して、外部負荷３００に燃料電池自動車１００から供給される電力を出力することを指示するコマンド（以下、インバータ出力許可信号という）を出力する。言い換えると、ＥＣＵ１２０は、インバータ装置２００に対して外部負荷３００への給電を許可するコマンドを出力する。
このＥＣＵ１２０は、例えば、発電手段１２０１と、判定手段１２０２と、許可手段１２０３とを備える。
発電手段１２０１は、エアポンプ１０４を駆動して燃料電池１０１を発電させる制御手段である。
The
The
The
判定手段１２０２は、燃料電池１０１が発電したか否かを判定する。具体的に説明すると、判定手段１２０２は、燃料電池１０１の発電状態（ＦＣ発電状態）が、少なくともエアポンプ１０４への電力供給（最低動作電圧）ができる状態か否かを判定する。
しかしながら、本願発明の構成はこれに限定されることなく、例えば、判定手段１２０２は、燃料電池１０１から発電される発電電力の電力量あるいは電圧値の検出結果や、高圧バッテリ１１０に蓄電されている蓄電電力の電力量や電圧値（バッテリ残量：ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ））に基づき、少なくともエアポンプ１０４を動作させることが可能な程度の電力が発電されているか否かを判定するものであってもよい。
The
However, the configuration of the present invention is not limited to this. For example, the
また、判定手段１２０２は、燃料電池１０１から発電される発電電力の電力量あるいは電圧値の検出結果や、高圧バッテリ１１０に蓄電されている蓄電電力の電力量や電圧値（ＳＯＣ）に基づき、エアポンプ１０４を動作させるとともに、外部負荷３００に対して給電可能な程度の電力が発電あるいは蓄電されているか否かを判定するものであってもよい。
さらに、判定手段１２０２は、燃料電池１０１に反応ガスを供給したときからの経過時間を計時し、予め決められた所定時間が供給開始から経過したか否かを判定し、供給開始から所定時間が経過した場合、燃料電池１０１が発電したことを判定するものであってもよい。
また、判定手段１２０２は、起動時に燃料電池１０１を電源とした閉回路が形成されている場合、出力電流値が所定閾値以上となったか否かを判定し、出力電流値が所定閾値以上となった場合、燃料電池１０１が発電したことを判定するものであってもよい。
さらに、判定手段１２０２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１６の昇圧率の変化に基づき、燃料電池１０１が発電したことを判定するものであってもよい。
Further, the
Further, the
Further, when a closed circuit using the
Further, the
許可手段１２０３は、燃料電池１０１が発電したこと、つまり、燃料電池１０１の発電状態（ＦＣ発電状態）が少なくともエアポンプ１０４への電力供給（最低動作電圧）ができる状態となったことが判定手段１２０２によって判定された場合、外部負荷３００への給電を許可することを示すコマンド（インバータ出力許可信号；動作許可指令）をインバータ装置２００の外部給電側制御装置２０１に出力する。また、許可手段１２０３は、インバータ出力許可信号を出力した場合、外部給電側制御装置２０１に対して外部負荷３００への給電を許可した判定結果を出力する。
The
また、許可手段１２０３は、イグニッションキーがイグニッションＯＮの位置に位置された場合、バッテリコンタクタ１１３Ｈ，１１３Ｌおよびプリチャージコンタクタ１１３Ｐを接続させる。言い換えると、許可手段１２０３は、バッテリコンタクタ１１３Ｈ，１１３Ｌおよびプリチャージコンタクタ１１３Ｐに対して、接続を指示するコマンド（接続指令）を出力する。具体的に説明すると、許可手段１２０３は、先にバッテリコンタクタ１１３Ｌおよびプリチャージコンタクタ１１３Ｐを接続して例えば電源回路５００内の平滑コンデンサ１３５にプリチャージされた後、バッテリコンタクタ１１３Ｈ，１１３Ｌを接続させる。なお、許可手段１２０３は、プリチャージ後、プリチャージコンタクタ１１３Ｐの接続を遮断（切断）する。
また、許可手段１２０３は、高圧バッテリ１１０の充電電力を外部負荷３００に出力する場合、給電用コンタクタ１１９Ｈ，１１９Ｌおよびプリチャージコンタクタ１１９Ｐを接続させる。言い換えると、許可手段１２０３は、給電用コンタクタ１１９Ｈ，１１９Ｌおよびプリチャージコンタクタ１１９Ｐに対して、接続を指示するコマンド（接続指令）を出力する。具体的に説明すると、許可手段１２０３は、先に給電用コンタクタ１１９Ｌおよびプリチャージコンタクタ１１９Ｐを接続して例えば外部給電回路６００内の平滑コンデンサ２０６にプリチャージがされた後、給電用コンタクタ１１９Ｈ，１１９Ｌを接続させる。なお、許可手段１２０３は、プリチャージ後、プリチャージコンタクタ１１９Ｐの接続を遮断（切断）する。
Further, the
Further, the
外部給電側制御装置２０１は、嵌合信号や外部出力停止要求をＥＣＵ１２０に出力する。この嵌合信号は、燃料電池自動車１００の給電口１５２とインバータ装置２００のコネクタ部２５１とが嵌合していることを示す信号である。言い換えると、嵌合信号は、給電口１５２とコネクタ部２５１とが電気的に接続されていることを示す信号である。
また、外部出力停止要求は、インバータ装置２００から外部負荷３００への電力の出力の停止を要求するコマンドである。ＥＣＵ１２０は、外部出力停止要求を入力した場合、例えば、給電用コンタクタ１１９の接続を遮断（切断）し、インバータ装置２００への電力の出力を停止させる。
この外部給電側制御装置２０１は、実行手段２０１０を備える。この実行手段２０１０は、ＥＣＵ１２０の許可手段１２０３から外部負荷３００への給電を許可するインバータ出力許可信号を入力した場合、外部負荷３００への給電を実行する。具体的に説明すると、実行手段２０１０は、ＤＣ／ＡＣインバータ２０２，２０３，２０４に対して、接続された外部負荷３００への給電を開始するよう制御する。
The external power supply side control device 201 outputs a fitting signal and an external output stop request to the
The external output stop request is a command for requesting stoppage of power output from the
The external power supply side control device 201 includes an
電源回路５００は、燃料電池自動車１００に搭載されている高圧バッテリ１１０、燃料電池１０１、その他構成部（例えば、燃料電池１０１、ＰＤＵ１１２、ＶＣＵ１１６・・・等）、バッテリコンタクタ１１３、および平滑コンデンサ１３５を含む。この高圧バッテリ１１０と燃料電池１０１等は、バッテリコンタクタ１１３を介して、高圧ケーブルで接続されている。
このバッテリコンタクタ１１３は、＋（プラス）電極側の高圧ケーブルに接続されるバッテリコンタクタ１１３Ｈと、−（マイナス）電極側の高圧ケーブルに接続されるバッテリコンタクタ１１３Ｌとを含む。また、バッテリコンタクタ１１３は、バッテリコンタクタ１１３Ｈをバイパスするプリチャージコンタクタ１１３Ｐとプリチャージ抵抗器１１３Ｒとを備える。このプリチャージコンタクタ１１３Ｐとプリチャージ抵抗器１１３Ｒとは、直列に接続されるとともに、バッテリコンタクタ１１３Ｈに対しては並列に接続される。
また、高圧バッテリ１１０の入出力側には、高圧バッテリ１１０の入出力側の電圧（バッテリ電圧）を計測する電圧計１２５が接続されている。この電圧計１２５が計測した電圧値は、ＥＣＵ１２０に出力される。
平滑コンデンサ１３５は、バッテリコンタクタ１１３と燃料電池１０１との間に接続されている。
The
The
Further, a
The smoothing
外部給電回路６００は、燃料電池自動車１００に搭載されている給電用コンタクタ１１９、インバータ装置２００に搭載されている複数のＤＣ／ＡＣインバータ２０２，２０３，２０４、電圧計２０５および平滑コンデンサ２０６を含む。
ＤＣ／ＡＣインバータ２０２，２０３，２０４は、高圧ケーブルを介して入力側が給電用コンタクタ１１９と、出力側が交流電力出力部２５８と、それぞれ接続されている。このＤＣ／ＡＣインバータ２０２，２０３，２０４は、入力する直流電力を交流電力に変換して外部負荷３００に供給する。
この給電用コンタクタ１１９は、＋（プラス）電極側の高圧ケーブルに接続される給電用コンタクタ１１９Ｈと、−（マイナス）電極側の高圧ケーブルに接続される給電用コンタクタ１１９Ｌとを含む。また、給電用コンタクタ１１９には、給電用コンタクタ１１９Ｈをバイパスするプリチャージコンタクタ１１９Ｐとプリチャージ抵抗器１１９Ｒとが接続されている。このプリチャージコンタクタ１１９Ｐとプリチャージ抵抗器１１９Ｒとは、直列に接続されるとともに、給電用コンタクタ１１９Ｈに対しては並列に接続される。
また、ＤＣ／ＡＣインバータ２０２，２０３，２０４の入力側には、ＤＣ／ＡＣインバータ２０２，２０３，２０４の入力側の電圧（インバータ入力電圧）を計測する電圧計２０５が接続されている。この電圧計２０５が計測した電圧値は、外部給電側制御装置２０１に出力される。
平滑コンデンサ２０６は、給電用コンタクタ１１９とＤＣ／ＡＣインバータ２０２，２０３，２０４との間に接続されている。
The external
The DC /
The
Further, a
The smoothing
また、燃料電池自動車１００は、燃料電池１０１や高圧バッテリ１１０から供給される電力の一部を充電する１２Ｖバッテリ１２６（図４参照）を備える。この１２Ｖバッテリ１２６は、例えば、ＥＣＵ１２０が起動する際に用いる電力を充電するバッテリである。この１２Ｖバッテリ１２６は、燃料電池自動車１００とインバータ装置２００とが電気的に接続されることにより、外部給電側制御装置２０１や外部給電回路６００と電気的に接続される。これにより、１２Ｖバッテリ１２６から１２Ｖの電力が、インバータ装置２００に供給される。また、１２Ｖバッテリ１２６の電力が分圧され、５Ｖの電力がインバータ装置２００に供給される。
Further, the
次は、図４を参照して、本実施形態に係る燃料電池システム１における制御系の一例についてさらに説明する。図４は、本実施形態に係る燃料電池システム１における制御系の一部を示すブロック図である。
図４に示す通り、燃料電池１０１と高圧バッテリ１１０とは、ＤＣ／ＤＣコンバータ（電圧変換器）１１６を介して高圧ケーブルで接続されている。このＤＣ／ＤＣコンバータ１１６は、図３のＶＣＵに相当する構成である。この高圧バッテリ１１０とＤＣ／ＤＣコンバータ１１６を電気的に接続する高圧ケーブルには、バッテリコンタクタ１１３が接続されている。
また、高圧バッテリ１１０とインバータ装置２００とは、給電用コンタクタ１１９とバッテリコンタクタ１１３を介して高圧ケーブルで接続されている。
Next, an example of a control system in the fuel cell system 1 according to the present embodiment will be further described with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram showing a part of the control system in the fuel cell system 1 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 4, the
Further, the
さらに、ＥＣＵ１２０は、１２Ｖバッテリ１２６と接続されている。このＥＣＵ１２０は、１２Ｖバッテリ１２６から供給される１２Ｖの電力を用いて動作する。
この１２Ｖバッテリ１２６は、ダウンバータ１２７を介して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１６と高圧バッテリ１１０とを接続する高圧ケーブルと接続されている。本実施形態において、１２Ｖバッテリ１２６は、ダウンバータ１２７によって高圧バッテリ１１０あるいはＤＣ／ＤＣコンバータ１１６を介して燃料電池１０１から供給される電力の電圧を落として、１２Ｖバッテリ１２６に供給する。
エアポンプ１０４は、燃料電池１０１とＤＣ／ＤＣコンバータ１１６とを接続する高圧ケーブルと接続されている。このエアポンプ１０４は、ＥＣＵ１２０によって駆動され、制御される回転数で回転し、燃料電池１０１の用いる反応ガスを供給する反応ガス供給部である。
Further,
The
The
次に、図５を参照して、本実施形態に係る燃料電池システム１における制御方法の一例について説明する。図５は、本実施形態に係る燃料電池システム１における制御方法の一例について説明するためのフローチャートである。
なお、図５に示すフローチャートは、ＥＣＵ１２０による処理内容の一工程を示すものである。よって、ＥＣＵ１２０は、図５に示すフローチャートのＳＴＡＲＴからＥＮＤまでの一工程が終了すると、再度ＳＴＡＲＴからの処理を実行し、このフローチャートの処理フローを繰り返し実行する。
Next, an example of a control method in the fuel cell system 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart for explaining an example of a control method in the fuel cell system 1 according to the present embodiment.
In addition, the flowchart shown in FIG. 5 shows one process of the processing content by ECU120. Therefore, when one step from START to END in the flowchart shown in FIG. 5 is completed,
（ステップＳＴ１）
例えば、ユーザが燃料電池自動車１００の所定の位置にイグニッションキーを差し込み、回して、イグニッションＯＮの位置にイグニッションンキーを位置させる。これにより、イグニッションキーがイグニッションＯＮの位置であることを示す操作信号が、ＥＣＵ１２０に入力される。
そして、ＥＣＵ１２０は、１２Ｖバッテリからの電力に基づき、起動する。
なお、バッテリコンタクタ１１３は、このタイミングでＥＣＵ１２０により接続される。
（ステップＳＴ２）
次いで、ＥＣＵ１２０は、外部給電側制御装置２０１から嵌合信号を入力したか否かを判定する。つまり、ＥＣＵ１２０は、燃料電池自動車１００とインバータ装置２００とが電気的に接続された状態であるか否かを判定する。
（ステップＳＴ３）
嵌合信号が入力していないと判定した場合、ＥＣＵ１２０は、ユーザがパワースイッチを押下したか否かを判定する。ユーザがパワースイッチを押下した場合、発電制御を指示する操作信号が、ＥＣＵ１２０に入力される。
(Step ST1)
For example, the user inserts the ignition key into a predetermined position of the
And ECU120 starts based on the electric power from a 12V battery.
The
(Step ST2)
Next, the
(Step ST3)
When it is determined that the fitting signal is not input, the
（ステップＳＴ４）
そして、ＥＣＵ１２０の発電手段１２０１は、燃料電池１０１に対して発電開始を指示する。具体的に説明すると、ＥＣＵ１２０の発電手段１２０１は、空気を燃料電池自動車１００に供給するようにエアポンプ１０４を制御する。これに伴って、水素タンク１１１内の水素ガスも燃料電池１０１に供給される。
（ステップＳＴ５）
この場合、ＥＣＵ１２０は、給電用コンタクタ１１９に対して、コンタクタの接続を指示するコマンドは出力しない。よって、燃料電池自動車１００によって発電された発電電力は、インバータ装置２００には出力されない。
これにより、イグニッションキーがイグニッションＯＮの位置にある状態で、パワースイッチが押下された場合であっても、嵌合信号が入力されていなければ、すなわち、燃料電池自動車１００とインバータ装置２００とが電気的に接続されていなければ、ＥＣＵ１２０の発電手段１２０１は、発電を開始するものの、給電用コンタクタ１１９を接続しない。よって、燃料電池自動車１００からインバータ装置２００に対して電力が供給されることを確実に防止することができる。
(Step ST4)
Then, the power generation means 1201 of the
(Step ST5)
In this case,
Thus, even when the power switch is pressed with the ignition key in the ignition ON position, if the fitting signal is not input, that is, the
また、ＥＣＵ１２０は、既にインバータ装置２００に対して発電電力を出力している状態である場合、インバータ装置２００への発電電力の出力を停止させる。
例えば、イグニッションキーがイグニッションＯＮの位置にある状態で、パワースイッチが押下された場合、嵌合信号が入力されていればステップＳＴ７以降に進み、インバータ装置２００に電力が供給される場合がある。このような状態であっても、嵌合信号を入力しなくなった場合、例えば、インバータ装置２００のコネクタ部２５１が外れ、燃料電池自動車１００とインバータ装置２００とが電気的に接続していない場合、ＥＣＵ１２０の発電手段１２０１は、発電制御はするものの、給電用コンタクタ１１９の接続を遮断（切断）する。これにより、燃料電池自動車１００からインバータ装置２００に対して電力が供給されることを確実に防止することができる。
Moreover, ECU120 stops the output of the generated electric power to the
For example, when the power switch is pressed in a state where the ignition key is in the ignition ON position, if a fitting signal is input, the process proceeds to step ST <b> 7 and the power may be supplied to the
（ステップＳＴ６）
一方、ステップＳＴ３において、イグニッションキーがイグニッションＯＮの位置にあって、嵌合信号が入力していない状態で、パワースイッチが押下されなかった場合、発電制御を指示する操作信号が入力されていない状態であるため、ＥＣＵ１２０の発電手段１２０１は、燃料電池自動車１００に対して発電制御を実行しない。この場合、ステップＳＴ５に移行し、給電用コンタクタ１１９を接続しない。
(Step ST6)
On the other hand, in step ST3, when the ignition key is in the ignition ON position and the fitting signal is not input and the power switch is not pressed, the operation signal instructing the power generation control is not input. Therefore, the power generation means 1201 of the
（ステップＳＴ７）
また、ステップＳＴ２において、嵌合信号を入力したと判定した場合、ＥＣＵ１２０は、インターロック制御を実行する。具体的説明すると、ＥＣＵ１２０は、シフトポジションが“Ｐ（パーキング；停車状態）”である場合、このシフトポジションを固定するよう指示するコマンド（Ｐポジション固定指令）を、シフトポジションを制御する所定の制御部に出力する。また、ＥＣＵ１２０は、駆動モータ１０２を制御するトルク指令値をゼロトルクに設定する。なお、シフトポジションは「Ｐ」以外に設定されている場合、ＥＣＵ１２０は、シフトポジションを「Ｐ」に変更する制御を実行してもよい。
このように、ＥＣＵ１２０がインターロック制御を実行することにより、燃料電池自動車１００の走行が禁止されている状態を、以下、インターロック状態という。
(Step ST7)
If it is determined in step ST2 that a fitting signal has been input,
In this way, the state in which the
（ステップＳＴ８）
次いで、ＥＣＵ１２０は、ユーザがパワースイッチを押下したか否かを判定する。
ユーザがパワースイッチを押下しない場合、ステップＳＴ６に移行して、ＥＣＵ１２０の発電手段１２０１は、燃料電池自動車１００に対して発電制御を実行しない。
（ステップＳＴ９）
一方、ユーザがパワースイッチを押下した場合、ＥＣＵ１２０の判定手段１２０２は、燃料電池１０１の発電状態（ＦＣ発電状態）が、少なくともエアポンプ１０４への電力供給（最低動作電圧）ができる状態か否かを判定する。
(Step ST8)
Next,
When the user does not press the power switch, the process proceeds to step ST6 and the power generation means 1201 of the
(Step ST9)
On the other hand, when the user presses the power switch, the
（ステップＳＴ１０）
燃料電池１０１の発電状態（ＦＣ発電状態）が少なくともエアポンプ１０４への電力供給ができる状態であると判定した場合、ＥＣＵ１２０は、給電用コンタクタ１１９が接続しているか否かを判定する。
(Step ST10)
When it is determined that the power generation state (FC power generation state) of the
一方、ステップＳＴ９において燃料電池１０１の発電状態（ＦＣ発電状態）が少なくともエアポンプ１０４への電力供給ができる状態でないことを判定した場合、ＥＣＵ１２０は、ステップＳＴ４に移行する。つまり、ＥＣＵ１２０は、外部負荷３００と接続されている場合であっても、燃料電池１０１に対して発電は開始するものの、この外部負荷３００に対して電力を供給する処理を実行しない。
On the other hand, when it is determined in step ST9 that the power generation state (FC power generation state) of the
（ステップＳＴ１１）
そして、給電用コンタクタ１１９が接続していない場合、ＥＣＵ１２０は、給電用コンタクタ１１９が溶着しているか否かを判定する。このＥＣＵ１２０は、例えば、電圧計２０５によって検出されたインバータ入力電圧に基づき、給電用コンタクタ１１９の溶着を判定することができる。なお、インバータ入力電圧を示す情報は、外部給電側制御装置２０１によって取得され、ＥＣＵ１２０に出力される。なお、本発明はこれに限られず、ＥＣＵ１２０は、他の溶着検知方法を利用してもよい。
(Step ST11)
If the
（ステップＳＴ１２）
給電用コンタクタ１１９が溶着していないと判定した場合、給電用コンタクタ１１９が正常であると判定し、ステップＳＴ１３に移行する。
一方、給電用コンタクタ１１９が溶着していると判定した場合、給電用コンタクタ１１９が正常でないと判定し、ステップＳＴ１４に移行する。
(Step ST12)
When it determines with the
On the other hand, when it is determined that the
（ステップＳＴ１３）
給電用コンタクタ１１９が溶着していないと判定した場合、ＥＣＵ１２０は、給電用コンタクタ１１９が正常であることを示す情報を内蔵する記憶領域に書き込む。
(Step ST13)
When it is determined that the
（ステップＳＴ１４）
一方、給電用コンタクタ１１９が溶着していると判定した場合、ＥＣＵ１２０は、給電用コンタクタ１１９が異常であることを示す情報を記憶領域に書き込む。また、給電用コンタクタ１１９が異常であることを示す警告灯を点灯させる。なお、この警告灯は、例えば、燃料電池自動車１００の運転席から見える表示部であってもよく、インバータ装置２００の所定の表示部であってもよい。
そして、ステップＳＴ４に移行して、ＥＣＵ１２０の発電手段１２０１は、燃料電池１０１の発電制御を実行する。
(Step ST14)
On the other hand, when it is determined that the
And it transfers to step ST4 and the electric power generation means 1201 of ECU120 performs the electric power generation control of the
（ステップＳＴ１５）
そして、給電用コンタクタ１１９が正常であると判定した場合、ＥＣＵ１２０は、給電用コンタクタ１１９に対して接続を指示するコマンドを出力する。
(Step ST15)
When it is determined that the
（ステップＳＴ１６）
ＥＣＵ１２０は、給電用コンタクタ１１９が接続しているか否かを判定する。
（ステップＳＴ１７）
そして、給電用コンタクタ１１９が接続している場合、ＥＣＵ１２０は、インバータ装置２００のＤＣ／ＡＣインバータ２０２，２０３，２０４に対して、外部負荷３００への給電を許可するコマンド（インバータ出力許可信号）を出力する。
（ステップＳＴ１８）
一方、給電用コンタクタ１１９がまだ接続されていない場合、ＥＣＵ１２０は、インバータ装置２００のＤＣ／ＡＣインバータ２０２，２０３，２０４に対して、外部負荷３００への給電を許可するコマンド（インバータ出力許可信号）を出力しない。
(Step ST16)
(Step ST17)
When the
(Step ST18)
On the other hand, when the
次に、例えば、ユーザが燃料電池自動車１００の所定の位置にイグニッションキーを差し込み、イグニッションＯＦＦの位置にイグニッションキーを位置したとする。これにより、イグニッションキーがイグニッションＯＦＦの位置であることを示す操作信号が、ＥＣＵ１２０に入力される。例えば、イグニッションキーが差し込まれただけの場合と、イグニッションＯＮの位置にあったイグニッションキーがイグニッションＯＦＦの位置にもどされた場合とがある。
（ステップＳＴ１９）
イグニッションキーがイグニッションＯＦＦの位置にある場合、ＥＣＵ１２０は、給電用コンタクタ１１９が接続されていれば切断する。また、ＥＣＵ１２０は、インバータ装置２００に対して、外部負荷３００への給電を許可するコマンド（インバータ出力許可信号）の出力がされていれば停止する。
（ステップＳＴ２０）
そして、ＥＣＵ１２０は、燃料電池１０１を発電させない。また、燃料電池１０１が既に発電している場合、ＥＣＵ１２０は、燃料電池１０１の発電を停止させる。なお、インターロック制御は未実施である。
Next, for example, it is assumed that the user inserts the ignition key at a predetermined position of the
(Step ST19)
When the ignition key is in the ignition OFF position, the
(Step ST20)
The
次に、図６を参照して、図５に示した処理フローにおいて、既に嵌合信号が外部給電側制御装置２０１から出力されている状態において、イグニッションキーがイグニッションＯＮの位置に位置された場合の処理のタイミングチャートについて説明する。図６は、燃料電池１０１が発電する前から嵌合信号が入力されている場合の処理のタイミングチャートを示す図である。
Next, referring to FIG. 6, in the processing flow shown in FIG. 5, the ignition key is positioned at the ignition ON position in the state where the fitting signal has already been output from the external power supply side control device 201. A timing chart of the process will be described. FIG. 6 is a diagram illustrating a processing timing chart when a fitting signal is input before the
（タイミングＴ１０１）
イグニッションキーがイグニッションＯＮの位置に位置された場合、ＥＣＵ１２０は、嵌合信号が入力されているか否かを判定する。この場合、嵌合信号が入力されているため、ＥＣＵ１２０は、インターロック制御を実行する。例えば、シフトポジションが“Ｐ（パーキング；停車状態）”である場合、ＥＣＵ１２０は、駆動モータ１０２を制御するトルク指令値をゼロトルクに設定する。なお、この処理は、上述のステップＳＴ７に相当する。
次いで、パワースイッチを押下された場合、ＥＣＵ１２０は、燃料電池１０１の発電状態（ＦＣ発電状態）が少なくともエアポンプ１０４への電力供給ができる状態であるか否かを判定する。この処理は、上述のステップＳＴ９に相当する。なお、インターロック状態は維持されているものとする。
この時点で、燃料電池１０１の発電状態（ＦＣ発電状態）が少なくともエアポンプ１０４への電力供給ができる状態でないため、ＥＣＵ１２０は、燃料電池１０１に対して発電準備の開始を指示する。なお、この処理は、上述のステップＳＴ４に相当する。これにより、エアポンプ１０４の回転数が上昇し、燃料電池１０１の電圧が上昇する。また、このとき、燃料電池１０１による発電状態が十分でないため、エアポンプ１０４が高圧バッテリ１１０の充電電力を使用することにより、ＳＯＣが低下する。そして、燃料電池１０１による発電状態が十分になった場合、ＳＯＣの低下がとまり、燃料電池１０１の電力量が上昇する。これにより、ＳＯＣも徐々に上昇してくる。
(Timing T101)
When the ignition key is positioned at the ignition ON position, the
Next, when the power switch is pressed, the
At this time, since the power generation state (FC power generation state) of the
燃料電池１０１の発電状態（ＦＣ発電状態）が少なくともエアポンプ１０４への電力供給ができる状態であると判定した場合、ＥＣＵ１２０は、給電用コンタクタ１１９が接続しているか否かを判定する。
When it is determined that the power generation state (FC power generation state) of the
ここでは、給電用コンタクタ１１９が接続していないと判定したとする。この場合、ＥＣＵ１２０は給電用コンタクタ１１９の溶着を検知する。なお、この処理は、上述のステップＳＴ１１に相当する。
具体的に説明すると、ＥＣＵ１２０は、はじめに、給電用コンタクタ１１９Ｌを接続させる。この間に、ＥＣＵ１２０は、給電用コンタクタ１１９Ｈ及びプリチャージコンタクタ１１９Ｐの溶着を検知する。これは、図示のＰ側溶着検知に相当する。なお、ここでは、給電用コンタクタ１１９ＨをＰ側、給電用コンタクタ１１９ＬをＮ側という。
給電用コンタクタ１１９Ｈが溶着していないと判定された場合、ＥＣＵ１２０は、給電用コンタクタ１１９Ｌの接続を遮断し、プリチャージコンタクタ１１９Ｐを接続させる。この間、ＥＣＵ１２０は、給電用コンタクタ１１９Ｌの溶着を検知する。これは、図示のＮ側溶着検知に相当する。
Here, it is assumed that it is determined that the
More specifically, the
When it is determined that the
（タイミングＴ１０２）
給電用コンタクタ１１９Ｌが溶着していないことを判定した場合、ＥＣＵ１２０は、再び、給電用コンタクタ１１９Ｌを接続させる。これにより、ＤＣ／ＡＣインバータ２０２，２０３，２０４への給電が開始される。そして、インバータ装置２００側の電圧（インバータ電圧）の方が、燃料電池自動車１００側の電圧（車両電圧）に比べて、予め決められた接続閾値以上になった場合、ＥＣＵ１２０は、給電用コンタクタ１１９Ｈを接続させる。そして、プリチャージコンタクタ１１９Ｐの接続を遮断する。なお、この処理は、上述のステップＳＴ１５に相当する。
(Timing T102)
When it is determined that the
（タイミングＴ１０３）
このようにして、給電用コンタクタ１１９Ｈと給電用コンタクタ１１９Ｌとが接続された場合、ＥＣＵ１２０は、外部給電側制御装置２０１に対して、外部負荷３００への給電を許可するコマンド（インバータ出力許可信号）を出力する。なお、この処理は、上述のステップＳＴ１７に相当する。
(Timing T103)
In this way, when the
（タイミングＴ１０４）
そして、ユーザによって、イグニッションキーがイグニッションＯＦＦの位置に位置されると、発電制御の終了を指示する操作信号が入力され、ＥＣＵ１２０は、燃料電池１０１の発電を停止させる。
また、発電制御の終了を指示する操作信号が入力されると、ＥＣＵ１２０は、インバータ装置２００の外部給電側制御装置２０１に対して、外部負荷３００への給電を停止するコマンドを出力する。これにより、外部給電側制御装置２０１は、ＤＣ／ＡＣインバータ２０２，２０３，２０４から外部負荷３００に対する電力の出力を停止させる。よって、ＤＣ／ＡＣインバータ２０２，２０３，２０４から外部負荷３００への給電が停止する。
そして、ＥＣＵ１２０は、給電用コンタクタ１１９Ｌの接続を遮断（切断）する。そして、給電用コンタクタ１１９Ｌが切断された後、ＤＣ／ＡＣインバータ２０２，２０３，２０４の入力側の電圧が予め決められた閾値以下になったことを確認して、ＥＣＵ１２０は、給電用コンタクタ１１９Ｈの接続を遮断（切断）する。
(Timing T104)
When the ignition key is positioned at the ignition OFF position by the user, an operation signal for instructing the end of power generation control is input, and the
When an operation signal instructing the end of power generation control is input,
Then,
次に、図７を参照して、図５に示した処理フローにおいて、イグニッションキーがイグニッションＯＮの位置に位置されパワーボタンが押下された状態において、その後、嵌合信号が入力した場合の処理のタイミングチャートについて説明する。図７は、燃料電池１０１の発電が指示された後に嵌合信号が入力された場合の処理のタイミングチャートを示す図である。
（タイミングＴ２０１）
イグニッションキーがイグニッションＯＮの位置に位置された場合、ＥＣＵ１２０は、嵌合信号が入力されているか否かを判定する。この場合、嵌合信号が入力されていない。ここで、ユーザがパワースイッチを押下した場合、ＥＣＵ１２０は、燃料電池１０１に対して発電制御を実行する。なお、この処理は、上述のステップＳＴ４に相当する。
（ステップＳＴ２０２）
次いで、燃料電池自動車１００とインバータ装置２００とが電気的に接続されたとする。これにより、嵌合信号が入力されるため、ＥＣＵ１２０は、インターロック制御を実行する。そして、燃料電池１０１の発電状態（ＦＣ発電状態）が少なくともエアポンプ１０４への電力供給ができる状態となった場合、ＥＣＵ１２０は、給電用コンタクタ１１９の溶着検知を行う。
（タイミングＴ２０３）
給電用コンタクタ１１９が溶着していないことを判定した場合、ＥＣＵ１２０は、給電用コンタクタ１１９を接続させる。なお、この処理は、上述のステップＳＴ１５に相当する。
（タイミングＴ２０４）
このように、給電用コンタクタ１１９が接続された場合、ＥＣＵ１２０は、外部給電側制御装置２０１に対して、外部負荷３００への給電を許可するコマンド（インバータ出力許可信号）を出力する。なお、この処理は、上述のステップＳＴ１７に相当する
（タイミングＴ２０５）
そして、ユーザによって、イグニッションキーがイグニッションＯＦＦの位置に位置されると、発電制御の終了を指示する操作信号が入力され、ＥＣＵ１２０は、燃料電池１０１の発電を停止させる。
Next, referring to FIG. 7, in the processing flow shown in FIG. 5, the processing when the fitting signal is input after the ignition key is positioned at the ignition ON position and the power button is pressed is shown. A timing chart will be described. FIG. 7 is a diagram showing a processing timing chart when a fitting signal is input after the
(Timing T201)
When the ignition key is positioned at the ignition ON position, the
(Step ST202)
Next, it is assumed that the
(Timing T203)
When it is determined that the
(Timing T204)
Thus, when the
When the ignition key is positioned at the ignition OFF position by the user, an operation signal for instructing the end of power generation control is input, and the
上述したとおり、本実施形態に係る燃料電池システム１は、燃料電池自動車１００とインバータ装置２００とが電気的に接続され、嵌合信号が外部給電側制御装置２０１からＥＣＵ１２０に入力している場合であっても、燃料電池１０１の発電状態（ＦＣ発電状態）が、少なくともエアポンプ１０４への電力供給（最低動作電圧）ができる状態でなければ、給電用コンタクタ１１９Ｈ，１１９Ｌを接続したり、インバータ装置２００の外部給電側制御装置２０１に対して外部負荷３００への給電を許可するコマンド（インバータ出力許可信号）を出力しないようにした。すなわち、燃料電池１０１の発電状態（ＦＣ発電状態）が、少なくともエアポンプ１０４への電力供給（最低動作電圧）ができる状態でなければ、燃料電池自動車１００からインバータ装置２００や外部負荷３００に対して電力を供給しないようにした。
これにより、燃料電池１０１の発電電力を外部負荷３００に対して、長時間、継続的に供給することができる。すなわち、外部負荷３００の供給開始時に、燃料電池自動車１００からインバータ装置２００に電力が出力してしまい、燃料電池１０１を発電するために必要な電力が確保されないという事態が回避される。これにより、外部負荷３００の供給を開始しようとするときに、燃料電池１０１が発電できずに、外部負荷３００に安定した電力が供給されないという事態が回避される。よって、利用者の信頼性を損なうことを防止し、安定した信頼性のある電力供給を実現することができる。
As described above, the fuel cell system 1 according to the present embodiment is a case where the
Thereby, the power generated by the
また、上述の通り、ＥＣＵ１２０は、燃料電池１０１の発電状態（ＦＣ発電状態）が、少なくともエアポンプ１０４への電力供給（最低動作電圧）ができる状態でなければ、給電用コンタクタ１１９を接続しないようにした。これにより、燃料電池１０１による起動が完了するまでは、外部負荷３００への給電を確実に遮断することができる。よって、仮に、インバータ装置２００の外部給電側制御装置２０１から出力を許可するインバータ出力許可信号の要求があり、ＥＣＵ１２０が誤ってインバータ出力許可信号を出力してしまい、インバータ装置２００がＤＣ／ＡＣインバータ２０２，２０３，２０４から外部負荷３００への出力を開始するように動作した場合であっても、燃料電池１０１による起動が完了するまでは、外部負荷３００への給電を確実に遮断することができる。
Further, as described above, the
また、上述の通り、外部給電回路６００内の給電用コンタクタ１１９を燃料電池自動車１００に搭載するようにした。これにより、給電用コンタクタ１１９に対する制御を燃料電池自動車１００内において行えるため、信頼性の高い制御を実現することができる。具体的に説明すると、この給電用コンタクタ１１９をインバータ装置２００に設けた場合、ＥＣＵ１２０と外部給電側制御装置２０１との通信異常が発生した場合、ＥＣＵ１２０が給電用コンタクタ１１９の開閉を制御できないおそれがある。よって、本実施形態のように、給電用コンタクタ１１９を燃料電池自動車１００に設けることにより、ＥＣＵ１２０が、給電用コンタクタ１１９を確実に制御することができる。
Further, as described above, the
また、上述の通り、ＥＣＵ１２０は、給電用コンタクタ１１９を接続した後に、インバータ装置２００から外部負荷３００への給電を許可するインバータ出力許可信号を出力するようにした。これにより、給電用コンタクタ１１９の接続時に溶着が起こることを防止することができる。
In addition, as described above, the
また、上述の通り、ＥＣＵ１２０は、嵌合信号が入力された場合、給電用コンタクタ１１９を接続する前に、インターロック状態であるか否かを判定する。これにより、燃料電池自動車１００が走行中にインバータ装置２００に給電されることを防止することができる。また、外部負荷３００に給電中に、燃料電池自動車１００が走行することが防止され、インバータ装置２００や外部負荷３００を引き摺りながら燃料電池自動車１００が走行する事態を回避することができる。
Further, as described above, when a fitting signal is input, the
また、ＥＣＵ１２０は、燃料電池１０１に対して発電開始を指示する際に、高圧バッテリ１１０に充電されている蓄電電力の残容量（ＳＯＣ）が予め決められた閾値未満であるか否かを判定するものであってもよい。蓄電電力の残容量（ＳＯＣ）が予め決められた閾値未満であった場合、ＥＣＵ１２０は、燃料電池１０１に対して発電開始を指示する。一方、蓄電電力の残容量（ＳＯＣ）が予め決められた閾値以上であった場合、燃料電池１０１に対して発電開始を指示しない。
これにより、高圧バッテリ１１０に十分な電力が充電されている場合、この電力を利用して外部負荷３００に電力供給を実現することができるため、必要時以外は燃料電池１０１による発電を実行しないですむため、効率的である。よって、エアポンプ１０４の回転に伴う騒音が抑制され、商品性を向上させることができる。なお、閾値は少なくとも燃料電池の起動に要する電力量を考慮して設定する。
Further, when instructing the
As a result, when the high-
［第２実施形態］
また、本発明は、図３に示した構成に限られず、図８に示すような構成であってもよい。図８は、本実施形態に係る燃料電池システム２における制御系の一例について説明するためのブロック図である。
図８に示す通り、燃料電池システム２は、制御装置４００と、電源回路５００と、外部給電回路６０２とを備える。つまり、制御装置４００と電源回路５００は、第１実施形態と同様の構成を有するため、詳細な説明は省略する。
外部給電回路６０２は、インバータ装置２００に設けられており、給電用コンタクタ１１９がインバータ装置２００に搭載されている点が、第１実施形態と異なる。
この場合、給電用コンタクタ１１９は、外部給電側制御装置２０１によって制御される。つまり、外部給電側制御装置２０１は、ＥＣＵ１２０から出力される給電用コンタクタ１１９の接続あるいは遮断を示すコマンドに基づき、給電用コンタクタ１１９の接続あるいは遮断を制御する。
このように、給電用コンタクタ１１９を、燃料電池自動車１００の外部であるインバータ装置２００に搭載するものであってもよい。
[Second Embodiment]
Further, the present invention is not limited to the configuration shown in FIG. 3 and may have a configuration as shown in FIG. FIG. 8 is a block diagram for explaining an example of a control system in the fuel cell system 2 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 8, the fuel cell system 2 includes a
The external
In this case, the
As described above, the
なお、本発明の一実施形態において、外部給電の開始時に給電用コンタクタ１１９の溶着検知をおこなっているが、外部給電の停止時に行ってもよい。外部負荷３００は、コンセントで接続される電気機器、Ｖ２Ｈ、Ｖ２Ｇ、あるいは、他の電気自動車等であってもよい。また、外部負荷への給電を要求する給電要求は、本実施形態のように、イグニッションＯＮの位置にイグニッションンキーを位置させてＥＣＵ１２０を起動した状態でパワースイッチを押下する操作に限られない。例えば、ユーザがインバータ装置２００のコネクタ部２５１を燃料電池自動車１００の給電口１５２に差し込み電気的に接続する操作等であってもよく、このように接続された状態において、外部負荷３００がインバータ装置２００を接続する操作であってもよく、さらに、外部負荷３００の起動する操作であってもよい。
In the embodiment of the present invention, the welding detection of the
１ 燃料電池システム
１００ 燃料電池自動車
２００ インバータ装置
３００ 外部負荷
１０１ 燃料電池
１０２ 駆動モータ
１０４ エアポンプ
１０８ ラジエータ
１０９ 補機類
１１０ 高圧バッテリ
１１１ 水素タンク
１１１Ｒ，１１１Ｌ 軸方向端面
１１２ ＰＤＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｄｒｉｖｅ Ｕｎｉｔ）
１１３ バッテリコンタクタ
１１４ａ〜１１４ｆ 高圧ケーブル
１１５ ジャンクションボックス
１１６ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１１７ａ，１１７ｂ 高圧ケーブル
１１８ａ，１１８ｂ 高圧ケーブル
１１９ 給電用コンタクタ
１２０ ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）
１２５ 電圧計
１２６ １２Ｖバッテリ
１２７ ダウンバータ
１３５ 平滑コンデンサ
１５１ トランクルーム
１５２ 給電口
１５３ 底部
１５４ インバータ設置スペース
２０１ 外部給電側制御装置
２０２〜２０４ ＤＣ／ＡＣインバータ
２０５ 電圧計
２０６ 平滑コンデンサ
２５１ コネクタ部
２５３ 接続ケーブル
２５８ 交流電力出力部
１２０１ 発電手段
１２０２ 判定手段
１２０３ 許可手段
２０１０ 実行手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
113
125
Claims (6)
前記燃料電池によって発電された電力を充電する蓄電装置と、
前記燃料電池によって発電された発電電力および前記蓄電装置に充電されている蓄電電力のうち少なくともいずれか一方により駆動する車両と、
前記燃料電池に前記反応ガスを供給する反応ガス供給部と、
前記車両の外部に載置可能であると共に、前記車両のトランクルームに搭載可能な大きさで形成された外部給電装置であって、前記蓄電装置の蓄電電力及び前記燃料電池の発電電力を前記車両の外部に用意される外部負荷に供給する外部給電装置と、
予め決められた給電条件に基づいて、前記発電電力を外部負荷に供給する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記外部給電装置が前記車両に接続された状態であり且つ前記燃料電池から前記外部負荷に給電可能な所定の状態であるか否かを判定し、前記外部給電装置が前記車両に接続された状態であり且つ前記所定の状態であると判定した場合に、前記外部給電装置と前記燃料電池との間であって前記車両の内部に配置される接触器に対して接続指令を出力すると共に前記外部給電装置による前記外部負荷への給電を実行することを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell that generates electricity based on the supplied reaction gas;
A power storage device for charging the electric power generated by the fuel cell;
A vehicle driven by at least one of the generated power generated by the fuel cell and the stored power charged in the power storage device;
A reaction gas supply unit for supplying the reaction gas to the fuel cell;
An external power supply device that is sized to be mounted outside the vehicle and can be mounted in a trunk room of the vehicle , wherein the power stored in the power storage device and the power generated by the fuel cell are supplied to the vehicle. An external power supply device for supplying an external load prepared externally;
A controller for supplying the generated power to an external load based on a predetermined power supply condition,
The controller is
It is determined whether the external power supply device is connected to the vehicle and is in a predetermined state where power can be supplied from the fuel cell to the external load, and the external power supply device is connected to the vehicle And when the predetermined state is determined, a connection command is output to the contactor disposed between the external power feeding device and the fuel cell and disposed inside the vehicle, and the external A fuel cell system, wherein power is supplied to the external load by a power supply device.
前記燃料電池によって発電される前記発電電力の電圧値が、予め決められている発電閾値以上である場合、前記所定の状態であると判定することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。 The controller is
2. The fuel cell system according to claim 1, wherein when the voltage value of the generated power generated by the fuel cell is equal to or greater than a predetermined power generation threshold, the fuel cell system is determined to be in the predetermined state. .
入力する直流電力を交流電力に変換して前記外部負荷に供給するインバータを含むことを特徴とする請求項１あるいは２に記載の燃料電池システム。 The external power feeding device is
3. The fuel cell system according to claim 1, further comprising an inverter that converts input DC power into AC power and supplies the AC power to the external load. 4.
前記外部給電装置が前記車両に接続された状態であり且つ前記所定の状態であると判定した場合、前記外部負荷と前記外部給電装置とが電気的に接続される状態において前記接触器に対して接続指令を出力することを特徴とする請求項１から３のうちいずれか一項に記載の燃料電池システム。 The controller is
When it is determined that the external power supply device is connected to the vehicle and is in the predetermined state, the external load and the external power supply device are electrically connected to the contactor. The fuel cell system according to any one of claims 1 to 3, wherein a connection command is output.
前記接触器に対して接続指令を出力した後、前記インバータに対して動作許可指令を出力することを特徴とする請求項３に記載の燃料電池システム。 The controller is
The fuel cell system according to claim 3, wherein an operation permission command is output to the inverter after a connection command is output to the contactor.
前記外部負荷への給電を要求する給電要求を受け付けた場合、前記蓄電装置に充電されている前記蓄電電力の電力量が、予め決められている蓄電閾値未満であるか否かを判定し、
前記蓄電電力の電力量が前記蓄電閾値未満である場合に、前記燃料電池を発電させることを特徴とする請求項１から５のうちいずれか一項に記載の燃料電池システム。 The controller is
When receiving a power supply request for requesting power supply to the external load, it is determined whether the amount of the stored power charged in the power storage device is less than a predetermined power storage threshold,
The fuel cell system according to any one of claims 1 to 5, wherein the fuel cell is caused to generate power when the amount of the stored power is less than the storage threshold.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012062829A JP5727959B2 (en) | 2012-03-19 | 2012-03-19 | Fuel cell system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012062829A JP5727959B2 (en) | 2012-03-19 | 2012-03-19 | Fuel cell system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013198282A JP2013198282A (en) | 2013-09-30 |
| JP5727959B2 true JP5727959B2 (en) | 2015-06-03 |
Family
ID=49396596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012062829A Active JP5727959B2 (en) | 2012-03-19 | 2012-03-19 | Fuel cell system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5727959B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101745099B1 (en) | 2015-06-15 | 2017-06-20 | 현대자동차주식회사 | Safety apparatus for portable power generation of fuel cell vehicle and operation method thereof |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015115982A (en) | 2013-12-09 | 2015-06-22 | 株式会社デンソー | Electric power output apparatus |
| JP6168029B2 (en) | 2014-11-13 | 2017-07-26 | トヨタ自動車株式会社 | Control method for external power supply system of vehicle equipped with fuel cell and external power supply system |
| JP7310771B2 (en) * | 2020-09-24 | 2023-07-19 | トヨタ自動車株式会社 | fuel cell system |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6380637B1 (en) * | 1996-09-19 | 2002-04-30 | Ztek Corporation | Off-board station and an electricity exchanging system suitable for use with a mobile vehicle power system |
| JPH10271694A (en) * | 1997-03-24 | 1998-10-09 | Nissan Motor Co Ltd | Charging/discharging system of secondary battery |
| JP3758986B2 (en) * | 2001-04-10 | 2006-03-22 | 三菱重工業株式会社 | Power control system |
| JP2004104918A (en) * | 2002-09-10 | 2004-04-02 | Honda Motor Co Ltd | Power conversion device |
| DE10331084A1 (en) * | 2003-07-09 | 2005-03-24 | Aloys Wobben | motor vehicle |
| JP4432928B2 (en) * | 2006-04-04 | 2010-03-17 | トヨタ自動車株式会社 | Vehicle support system |
| JP2009076334A (en) * | 2007-09-21 | 2009-04-09 | Shinwa Tekku Kk | Operation method of fuel cell |
| JP4781425B2 (en) * | 2008-12-25 | 2011-09-28 | 本田技研工業株式会社 | Power supply system between vehicle and house |
| JP5350067B2 (en) * | 2009-04-28 | 2013-11-27 | 本田技研工業株式会社 | Power system |
| EP2490317A4 (en) * | 2009-10-13 | 2014-12-24 | Panasonic Corp | Power source device and vehicle |
| JP2011200012A (en) * | 2010-03-19 | 2011-10-06 | Tabuchi Electric Co Ltd | Secondary battery charging/discharging system and mobile apparatus provided with the same |
-
2012
- 2012-03-19 JP JP2012062829A patent/JP5727959B2/en active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101745099B1 (en) | 2015-06-15 | 2017-06-20 | 현대자동차주식회사 | Safety apparatus for portable power generation of fuel cell vehicle and operation method thereof |
| US9821665B2 (en) | 2015-06-15 | 2017-11-21 | Hyundai Motor Company | Safety apparatus for portable power generation of fuel cell vehicle and operation method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2013198282A (en) | 2013-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5889683B2 (en) | Power supply system | |
| US8428802B2 (en) | Vehicle assistance system | |
| JP4893804B2 (en) | Vehicle power supply | |
| CN102439815B (en) | Charging control device | |
| US8660732B2 (en) | Vehicle with external charging | |
| CN103318042B (en) | The externally fed control setup of fuel-cell vehicle | |
| US11214170B2 (en) | Power supply system and operation method thereof | |
| JP5722817B2 (en) | Electric vehicle and power supply system | |
| US9919604B2 (en) | Power net system of fuel cell vehicle and method for controlling the same | |
| JP5727959B2 (en) | Fuel cell system | |
| JP4724207B2 (en) | Fuel cell vehicle | |
| JP2014068490A (en) | Power supply system | |
| JP5577367B2 (en) | Control device for electric vehicle | |
| JP5840041B2 (en) | Electric vehicle | |
| WO2008114758A1 (en) | Fuel cell system | |
| JP5890713B2 (en) | Power supply system | |
| JP5550668B2 (en) | Power supply system | |
| JP2013198290A (en) | Power supply system | |
| JP5873365B2 (en) | Power supply system | |
| JP2014060838A (en) | Power supply system | |
| JP2014076717A (en) | Electric power supply system | |
| JP2013198289A (en) | Power supply system | |
| JP2014131432A (en) | External power supply inverter cooling control system and external power supply inverter cooling control method | |
| JP6834911B2 (en) | Vehicle power supply system | |
| JP2023015682A (en) | Power supply system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131119 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140120 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140715 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140916 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150324 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150403 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5727959 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |